發(fā)布時(shí)間：2021-11-18所屬分類：醫(yī)學(xué)職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 【摘要】目的探討3D打印技術(shù)在小兒后天性肘內(nèi)翻畸形截骨矯形術(shù)中的臨床應(yīng)用價(jià)值。方法收集2016年6月至2018年8月由重慶大學(xué)附屬三峽醫(yī)院小兒外科收治的16例肘內(nèi)翻畸形患者作為研究對(duì)象，均行截骨矯形手術(shù)治療。其中男童10例，女童6例，平均年齡7.7歲。術(shù)前根據(jù)HSS(Hospi
【摘要】目的探討3D打印技術(shù)在小兒后天性肘內(nèi)翻畸形截骨矯形術(shù)中的臨床應(yīng)用價(jià)值。方法收集2016年6月至2018年8月由重慶大學(xué)附屬三峽醫(yī)院小兒外科收治的16例肘內(nèi)翻畸形患者作為研究對(duì)象，均行截骨矯形手術(shù)治療。其中男童10例，女童6例，平均年齡7.7歲。術(shù)前根據(jù)HSS(HospitalforSpecialSurgery)肘關(guān)節(jié)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)肘關(guān)節(jié)功能，行肘關(guān)節(jié)CT掃描，建立數(shù)字模型，按照1∶1等比例打印3D實(shí)體模型，在模型上設(shè)計(jì)截骨平面，術(shù)中參照3D模型實(shí)施截骨矯形。手術(shù)后6個(gè)月復(fù)查，采用HSS肘關(guān)節(jié)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)肘關(guān)節(jié)功能，拍攝肘關(guān)節(jié)正側(cè)位X線片測(cè)量肘關(guān)節(jié)提攜角、肱骨前傾角和鮑曼角，并與術(shù)前設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)矯形效果是否符合預(yù)期。結(jié)果16例患者均在全麻下順利完成手術(shù)，術(shù)后均獲隨訪，所有患者獲骨性愈合，肘內(nèi)翻畸形獲得矯正，無(wú)神經(jīng)血管損傷、術(shù)區(qū)感染、克氏針移位等并發(fā)癥發(fā)生。3D模型模擬手術(shù)效果:提攜角范圍為9°～19°，平均(13.57±2.62)°;手術(shù)后6個(gè)月X線片結(jié)果:提攜角范圍為9°～19°，平均(14.34±3.28)°，前傾角范圍為24°～51°，平均為(40.08±7.44)°，鮑曼角范圍為55°～76°，平均為(67.54±6.10)°。3D模擬手術(shù)與實(shí)際手術(shù)后提攜角對(duì)比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.76，P=0.1)。術(shù)后6個(gè)月隨訪時(shí)肘關(guān)節(jié)功能評(píng)定:優(yōu)10例，良0例，一般5例，差1例。肘關(guān)節(jié)功能評(píng)分:69～100分，平均(89.00±11.62)分;與術(shù)前肘關(guān)節(jié)功能評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.03，P=0.32)。結(jié)論在小兒肘關(guān)節(jié)畸形截骨矯形術(shù)中運(yùn)用3D打印技術(shù)，有助于評(píng)估畸形形態(tài)和精確設(shè)計(jì)截骨角度，截骨矯形效果符合預(yù)期。
【關(guān)鍵詞】3D打印;肘關(guān)節(jié)/損傷;肘關(guān)節(jié)/畸形;肘內(nèi)翻;截骨;外科手術(shù);兒童
3D打印技術(shù)近年來(lái)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，成為脊柱、骨盆、顱頜面部等部位手術(shù)設(shè)計(jì)的重要幫手。重慶大學(xué)附屬三峽醫(yī)院小兒外科于2016年6月至2018年8月將3D打印技術(shù)應(yīng)用于小兒后天性肘內(nèi)翻畸形截骨矯形手術(shù)，取得了良好效果，現(xiàn)報(bào)道如下。
材料與方法
一、一般資料
回顧性收集重慶大學(xué)附屬三峽醫(yī)院小兒外科自2016年6月至2018年8月實(shí)施截骨矯形手術(shù)治療的后天性肘內(nèi)翻畸形患者臨床資料。病例納入標(biāo)準(zhǔn):①術(shù)前利用3D打印技術(shù)制作3D模型，術(shù)中采用3D模型輔助手術(shù)者;②骨折后繼發(fā)肘內(nèi)翻畸形，且已骨性愈合者;③內(nèi)翻角+對(duì)側(cè)提攜角>20°者;④未合并其他需同期手術(shù)處理的病變者。共收集病例16例，其中男童10例，女童6例，平均年齡7.7歲(6.2～10.4歲);均有肘關(guān)節(jié)外傷史，受傷至手術(shù)時(shí)間為7個(gè)月至4年8個(gè)月，平均21個(gè)月。術(shù)前采用HSS(HospitalforSpecialSurgery)肘關(guān)節(jié)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定肘關(guān)節(jié)功能[1];其中優(yōu)11例，良0例，一般4例，差1例，優(yōu)良率為68.75%。術(shù)前測(cè)量患側(cè)肘內(nèi)翻角為8°～29°，平均(17.88±6.78)°;前傾角為3°～50°，平均(37.30±13.10)°;鮑曼角為97°～115°，平均(108.39±5.59)°。采用測(cè)量肱尺角(HUA，humeral-ulna-angle)法測(cè)量健側(cè)提攜角。
二、3D模型制作及模擬手術(shù)
所有患者術(shù)前行CT斷層掃描(16排螺旋CT，德國(guó)西門子公司)，掃描層厚1mm，獲取Dicom數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics15.0軟件獲得骨折區(qū)域的三維圖像，以STL格式文件輸入3D打印機(jī)。采用ABS樹脂材料在3D打印機(jī)上按1∶1的比例打印3D實(shí)體模型。在3D模型上進(jìn)行三維截骨，同時(shí)糾正內(nèi)翻角度、前傾角及旋轉(zhuǎn)。糾正內(nèi)翻截骨角度=患側(cè)內(nèi)翻角+健側(cè)提攜角，糾正前傾角截骨角度=患側(cè)前傾角-健側(cè)前傾角。選擇合適的固定點(diǎn)進(jìn)行克氏針模擬內(nèi)固定(圖1A至圖1D)。
三、手術(shù)方法
術(shù)前用環(huán)氧乙烷消毒3D模型。采用全身麻醉，患者取仰臥患肢外展位，鉛衣保護(hù)患者頭頸胸腹及生殖器。取肱骨遠(yuǎn)端外側(cè)縱形切口，由肱橈肌與肱三頭肌間隙進(jìn)入，切開骨膜顯露肱骨遠(yuǎn)端，按術(shù)前測(cè)得的擬糾正角度，參照3D模型(圖1D至圖1E)，于肱骨相應(yīng)截骨部位橫向穿入直徑1.5mm克氏針，術(shù)中再次C臂透視確定截骨線，鋸成楔形切除骨塊，保留對(duì)側(cè)少許骨皮質(zhì)增加穩(wěn)定性，手法折斷內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)，外翻位加壓糾正畸形后予克氏針固定，一般選擇直徑2.0mm克氏針2～3枚，經(jīng)肱骨外髁扇形或交叉固定，或經(jīng)內(nèi)外髁交叉固定。術(shù)后上肢石膏托輔助外固定，3周后拆除石膏開始肘關(guān)節(jié)功能鍛煉，一般術(shù)后4～6周骨痂生長(zhǎng)滿意后即拆除內(nèi)固定克氏針。
四、隨訪及療效判斷標(biāo)準(zhǔn)
術(shù)后6個(gè)月行患側(cè)肱骨正側(cè)位X線片檢查，測(cè)量肘關(guān)節(jié)提攜角、肱骨前傾角及鮑曼角。采用HSS肘關(guān)節(jié)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定肘關(guān)節(jié)功能:90～100分為優(yōu)，80～89分為良，70～79分為一般，60～69分為差。優(yōu)良率=評(píng)分為優(yōu)、良的例數(shù)/總例數(shù)×100%[1]。
五、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理與分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示，手術(shù)前后比較采用配對(duì)t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料用例數(shù)和率表示，手術(shù)前后比較采用配對(duì)χ2檢驗(yàn);P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
結(jié)果
16例患者術(shù)后均獲隨訪，肘內(nèi)翻畸形均獲矯正，截骨術(shù)后均骨性愈合，無(wú)神經(jīng)血管損傷，無(wú)傷口感染及針道感染。3D模型模擬手術(shù)效果:提攜角范圍為9°～19°，平均為(13.57±2.62)°;術(shù)后6個(gè)月提攜角范圍為9°～19°，平均為(14.34±3.28)°，前傾角范圍為24°～51°，平均為(40.08±7.44)°，鮑曼角范圍為55°～76°，平均為(67.54±6.10)°。3D模擬手術(shù)與實(shí)際手術(shù)后提攜角對(duì)比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.76，P=0.1)，手術(shù)效果符合預(yù)期(表1，圖2)。術(shù)后6個(gè)月隨訪時(shí)根據(jù)HSS肘關(guān)節(jié)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定肘關(guān)節(jié)功能:優(yōu)10例，良0例，一般5例，差1例，肘關(guān)節(jié)功能評(píng)分為69～100分，平均為(89.31±11.62)分，優(yōu)良率為62.5%，與術(shù)前肘關(guān)節(jié)功能評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.03，P=0.32)，詳見表2。
討論
肘內(nèi)翻畸形是兒童肱骨髁上骨折后期常見的并發(fā)癥之一，也可繼發(fā)于肱骨遠(yuǎn)端骨骺損傷。肘內(nèi)翻畸形不僅引起肘關(guān)節(jié)外觀的改變，還造成肘關(guān)節(jié)力線、尺骨鷹嘴及肱三頭肌向內(nèi)側(cè)移位，對(duì)尺骨產(chǎn)生長(zhǎng)期反復(fù)的外旋力矩，造成肘關(guān)節(jié)外側(cè)副韌帶松弛，最終導(dǎo)致肘關(guān)節(jié)不穩(wěn)定;此外，還可引起同側(cè)肩關(guān)節(jié)后側(cè)不穩(wěn)定和尺神經(jīng)等解剖結(jié)構(gòu)的移位[2，3]。由于明顯的外觀畸形和不同程度功能障礙，常常對(duì)兒童身心健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響，大多數(shù)肘內(nèi)翻畸形患者及家屬都有手術(shù)矯形的意愿。
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傳統(tǒng)截骨方法利用肱骨正側(cè)位X線片設(shè)計(jì)截骨角度，只能改變內(nèi)翻和前傾角度，無(wú)法糾正旋轉(zhuǎn)角度，而肘內(nèi)翻通常伴有肱骨遠(yuǎn)端內(nèi)旋畸形[4]。矯形手術(shù)后部分患者畸形復(fù)發(fā)，肘關(guān)節(jié)功能恢復(fù)差，可能與術(shù)中未同時(shí)矯正旋轉(zhuǎn)畸形有關(guān)，因此旋轉(zhuǎn)畸形的矯正同樣需要引起重視，尤其對(duì)于術(shù)前測(cè)量前傾角過(guò)小、內(nèi)旋超過(guò)20°、伴有肘關(guān)節(jié)屈曲受限的患者而言，術(shù)中需同時(shí)矯正三維畸形[4]。對(duì)肱骨遠(yuǎn)端內(nèi)旋畸形通常應(yīng)用Yamamoto法測(cè)量肱骨遠(yuǎn)端內(nèi)旋角度，并同時(shí)予以矯正[5]。CT三維重建技術(shù)可以清晰觀察骨關(guān)節(jié)畸形的形態(tài)學(xué)改變，但醫(yī)生面對(duì)的依舊是二維圖像，缺乏立體感。傳統(tǒng)手術(shù)方法術(shù)中更多憑借醫(yī)生肉眼所見和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行定位截骨，常需要多次修正截骨，或者在C臂機(jī)下不斷調(diào)整以獲得滿意的矯形，從而導(dǎo)致骨量損失增加、手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)、出血量及并發(fā)癥發(fā)生率增加，其可靠性和精確度也難免受到影響。近年來(lái)3D打印技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，在醫(yī)療領(lǐng)域得到了極大的發(fā)展，在矯形、顱頜面、泌尿、胸心外科等領(lǐng)域得到了越來(lái)越多的應(yīng)用[6-11]。通過(guò)3D打印模型可以使醫(yī)師對(duì)骨關(guān)節(jié)畸形的形態(tài)獲得更直觀、立體的感受，有助于畸形的立體定位和術(shù)前的全面評(píng)估，從而精確設(shè)計(jì)最佳的手術(shù)入路和截骨平面，確定術(shù)中所需暴露的范圍，減少手術(shù)創(chuàng)傷和重要解剖結(jié)構(gòu)損傷的風(fēng)險(xiǎn)。
利用3D打印模型協(xié)助進(jìn)行準(zhǔn)確的術(shù)前計(jì)劃和手術(shù)模擬，以及選擇最合適的植入物進(jìn)行內(nèi)固定，優(yōu)化內(nèi)固定方案，可大大提高術(shù)前截骨平面設(shè)計(jì)和內(nèi)固定材料選擇的準(zhǔn)確性[12，13]。通過(guò)手術(shù)預(yù)演使術(shù)者更熟悉術(shù)中截骨、復(fù)位和固定過(guò)程，可提高手術(shù)準(zhǔn)確度和手術(shù)效果[14]。手術(shù)中我們將3D模型與術(shù)野情況相對(duì)照，依據(jù)術(shù)前設(shè)計(jì)方案精確截骨和內(nèi)固定，使得矯形更加準(zhǔn)確，固定更加合理可靠，減少了醫(yī)生和患者在放射線下暴露的時(shí)間和劑量。楔形截骨時(shí)應(yīng)保持內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)及骨膜完整，增加穩(wěn)定性;手法折斷內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)，外翻位加壓糾正畸形后再行內(nèi)固定。如有明顯旋轉(zhuǎn)畸形，可術(shù)中對(duì)比3D模型同時(shí)糾正。關(guān)于內(nèi)固定方式有多種選擇，鋼板或克氏針均可。我們的經(jīng)驗(yàn)是在3D模型上進(jìn)行克氏針模擬固定，一般選擇直徑2.0mm克氏針2～3枚經(jīng)肱骨外髁扇形或交叉固定，或經(jīng)內(nèi)外髁交叉固定，多可達(dá)到穩(wěn)定固定，且可避免鋼板內(nèi)固定需二期手術(shù)取出的麻醉風(fēng)險(xiǎn)與創(chuàng)傷;如克氏針固定欠佳，則選擇鋼板內(nèi)固定。
本研究中，在3D模型進(jìn)行模擬手術(shù)后測(cè)量提攜角，術(shù)后6個(gè)月復(fù)查X線片測(cè)量提攜角，對(duì)數(shù)據(jù)比對(duì)分析發(fā)現(xiàn)，3D模擬手術(shù)與實(shí)際手術(shù)后提攜角、前傾角對(duì)比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，手術(shù)效果符合預(yù)期。術(shù)后6個(gè)月HSS肘關(guān)節(jié)功能評(píng)分(89.31±11.62)分，與術(shù)前對(duì)比無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，患者截骨矯形術(shù)后肘關(guān)節(jié)功能與術(shù)前相仿。但3例肘關(guān)節(jié)矢狀面活動(dòng)范圍有一定丟失，1例肘關(guān)節(jié)功能評(píng)級(jí)由優(yōu)降為一般，考慮與術(shù)后疼痛導(dǎo)致關(guān)節(jié)功能鍛煉不充分以及手術(shù)后局部瘢痕組織攣縮有關(guān)。另外，本組有1例患者肱骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折繼發(fā)肘內(nèi)翻畸形，受傷到手術(shù)時(shí)間為3年5個(gè)月，術(shù)前根據(jù)HHS評(píng)分肘關(guān)節(jié)功能評(píng)價(jià)差，考慮可能與粉碎性骨折、肘部肌肉損傷嚴(yán)重、瘢痕形成等有關(guān);術(shù)后隨訪HHS評(píng)分與術(shù)前相仿。雖然在疼痛、功能、肌肉力量、屈伸攣縮、前臂旋轉(zhuǎn)等方面，手術(shù)前后評(píng)分無(wú)明顯變化，但仍需警惕手術(shù)創(chuàng)傷可能對(duì)肘關(guān)節(jié)功能產(chǎn)生影響。
3D模型可再現(xiàn)患者病變的三維解剖結(jié)構(gòu)，我們?cè)谛g(shù)前借助于患者的解剖模型與患者及家屬進(jìn)行病情交流，使患者及家屬對(duì)疾病有更加直觀的理解和認(rèn)識(shí)，有利于醫(yī)患溝通交流，增加醫(yī)患互信，減少醫(yī)療糾紛的發(fā)生。但是3D模型是基于計(jì)算機(jī)斷層掃描獲取的3D數(shù)據(jù)打印而成，受分辨率、計(jì)算機(jī)處理、打印機(jī)精度與設(shè)置等多因素影響，與實(shí)際解剖可能存在一定差異[15]。3D模型模擬手術(shù)畢竟是脫離肌肉、韌帶等軟組織附著的一個(gè)孤立標(biāo)本，與現(xiàn)實(shí)手術(shù)操作仍有較大差異，因此仍需要具有一定手術(shù)經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師進(jìn)行操作，手術(shù)中需隨機(jī)應(yīng)變，以獲取更好的矯正效果，避免不必要的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。
本研究的不足之處是樣本量較小，未能設(shè)計(jì)對(duì)照組出血量、手術(shù)時(shí)間等相關(guān)指標(biāo)評(píng)價(jià)，隨訪時(shí)間較短，不排除隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，可能有部分矯形丟失的情況。另外，在3D模型上無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量前傾角和鮑曼角，因此還需要更大樣本量和更深入的研究，來(lái)進(jìn)一步評(píng)價(jià)3D打印技術(shù)在小兒肘內(nèi)翻畸形截骨矯形中的應(yīng)用價(jià)值。——論文作者：
